[發明專利]用于自動調節戶外LED顯示屏亮度的控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201210253157.6
• 申請日: 2012-07-21
• 公開（公告）號: CN102737584A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 楊峰;翟臨博
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G09G3/32
• 分類號: G09G3/32;G09G5/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發明涉及一種用于自動調節戶外LED顯示屏亮度的控制系統及控制方法。

背景技術

戶外LED顯示屏顯示內容的清晰程度與顯示屏自身發光亮度有關，同時與環境光有關，比如太陽的照射。若太陽光線越強，顯示屏的內容就越不容易被看清，顯示屏的亮度就需要提高；若太陽光線較弱，當然夜晚最弱，顯示屏的亮度就可以降低，降低后的好處是：1、顯示屏不刺眼，2、顯示屏功耗降低，3、能夠提高顯示屏LED燈的壽命。

籠統地說，環境光越強將越降低顯示屏的清晰程度。準確的說，人們所觀察到的LED顯示屏的清晰程度，并不直接受環境光影響，而是受環境光經顯示屏反射到人眼中的光線強度影響，反射光越強越降低顯示屏的清晰程度。現有的測光方法如CN100578602C等，主要測的是環境光的強度，而不是反射光的強度。LED顯示屏的環境光與其反射光并不是線性關系，在有些情況下非常不相關。情況1：為減少陽光對戶外LED顯示屏的影響，LED發光像素都有一個遮光的帽檐，帽檐使發光像素有一個局部的暗區，增加顯示的對比度，帽檐太短遮光效果不好，帽檐太長遮擋其他發光像素發光，當陽光接近垂直地面照射顯示屏時，如中午時，即使陽光很強，環境光也很強，由于帽檐的遮擋，其反射光也不會很強；當陽光接近平行地面照射顯示屏時，如日出日落時，即使陽光較弱，環境光也較弱，由于陽光直接照射到LED發光像素上，其反射光也不會很弱。當多云天氣，陽光經過云層的折射變成了多個方向的光線，也使得反射光與環境光不能建立對應關系。情況2：反射光除了與陽光照射角度有關外，還與顯示屏的結構和材料有關：LED發光像素的帽檐結構不同，其反射光的強弱就不同；顯示屏表面材料的反光性能也影響反射光的強弱，當顯示屏風吹日曬、其表面落滿灰塵時，其反射光也要增大。所以必須根據顯示屏反射光的強弱調節顯示屏的亮度才能保證其調節的有效性。

LED顯示屏的灰度等級問題：為使顯示內容有層次感，LED顯示屏設計有灰度等級，一般是用發光的占空比來實現的。例如256級灰度，其灰度值選擇為0/255,1/255,2/255,…,255/255之一，其中1/255級灰度的實現為：1個單位的時間LED燈發光，254個單位的時間LED燈不發光，重復上述過程的頻率超過50Hz，人眼看不出閃爍。由于占空比與平均發光亮度的非線性，使得灰度等級具有非線性特性，可以增加灰度等級的數目進行非線性校正。LED顯示屏的每個像素點可以具有不同的灰度值。

LED顯示屏的亮度等級問題：LED顯示屏設計有亮度等級，也可以是用發光的占空比來實現。比如16級亮度，其亮度值為0/15,1/15,2/15,…,15/15。亮度等級也具有非線性特性，一般不需要進行非線性校正。LED顯示屏整體具有一個亮度等級。

LED燈的衰減問題：如果LED燈的亮度沒有衰減，LED顯示屏的亮度等級可以完全根據LED顯示屏的反射光的強弱來確定。但是，LED燈的亮度在使用一段時間后，一般一年左右，會有一個較為明顯的衰減。在相同的反射光下，原本能滿足清晰可見的亮度等級的發射光，經過LED燈亮度的衰減后，其亮度不一定能滿足LED顯示屏內容清晰可見的效果。

發明內容

本發明目的是為解決自動調節戶外LED顯示屏亮度問題，提供一種用于自動調節戶外LED顯示屏亮度控制系統及控制方法。本發明的方法是用實時測得發射光和反射光之比，即信噪比，來確定LED顯示屏的亮度等級。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種用于自動調節戶外LED顯示屏亮度的控制系統，包括戶外LED顯示屏、測試模塊、采集發射光和反射光的光學系統、光傳感器、信號放大器、模數轉換器、LED顯示屏亮度自動控制系統；所述戶外LED顯示屏通過LED顯示屏控制器控制；所述測試模塊設置在戶外LED顯示屏上，或者測試模塊獨立設置，與戶外LED顯示屏在同一個平面上；所述采集發射光的光學系統包括遮光罩和定焦鏡頭，所述遮光罩和定焦鏡頭安裝于戶外LED顯示屏的對面下方；所述定焦鏡頭和測試模塊由LED顯示屏控制器控制、掃描和驅動；所述遮光罩屏蔽無用的環境光，所述定焦鏡頭影像測試模塊的發射光到光傳感器，光傳感器將光信號轉換成電信號，并通過信號放大器放大，經過信號放大器放大的模擬信號給模數轉換器，變為相應的數字信號，傳送到LED顯示屏亮度自動控制系統，進行其亮度自動調節。

所述用于自動調節戶外LED顯示屏亮度的控制系統的控制方法，其步驟如下：

第一步：由LED顯示屏控制器控制測試模塊不發光，測光系統測得數據即為反射光的數值，為無效的噪聲，假設為N；